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減水劑的種類和特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：
2023-01-04 16:16
減水劑的種類和特點(diǎn)
來(lái)源：沈陽(yáng)盛鑫源建材 更新時(shí)間：2017-01-09
1.萘系減水劑：
其生產(chǎn)原料來(lái)自煤焦油，為含單環(huán)、多環(huán)或雜環(huán)芳烴并帶有極性磺酸基團(tuán)的聚合物電解質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量在1500-10000的范圍內(nèi)。
由于萘系減水劑(β-磺酸甲醛縮合物)生產(chǎn)工藝成熟、原料供應(yīng)穩(wěn)定且產(chǎn)量大、性能優(yōu)良穩(wěn)定，故應(yīng)用范圍廣。
萘系高效減水劑根據(jù)硫酸鈉含量不同分為高濃型和低濃型兩種，高濃型硫酸鈉含量一般在5%左右（以干粉計(jì)，下同），而低濃型在20%左右。
2.氨基磺酸鹽系減水劑：
氨基磺酸鹽系減水劑一般是在一定溫度條件下，以對(duì)氨基苯磺酸、苯酚、甲醛為主要原料縮合而成，也可以聯(lián)苯酚及尿素為原料加成縮合。
氨基磺酸鹽系減水劑是一種非引氣可溶性樹(shù)脂減水劑，生產(chǎn)工藝較萘系減水劑簡(jiǎn)單。氨基磺酸鹽系高效減水劑減水率高，坍落度損失較小，混凝土抗?jié)B性、耐久性好。氨基磺酸鹽系減水劑對(duì)水泥較敏感，過(guò)量時(shí)容易引發(fā)泌水。它與萘系減水劑復(fù)合使用有較好的效果，特別是在防止混凝土坍落度損失過(guò)快方面有較好的作用。
3.聚氰胺系高效減水劑：
三聚氰胺系高效減水劑(俗稱蜜胺減水劑)，化學(xué)名稱為磺化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。
該類減水劑實(shí)際上是一種陰離子型高分子表面活性劑，具有無(wú)毒、高效的特點(diǎn)，特別適合高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土及以蒸養(yǎng)工藝成型的預(yù)制混凝土構(gòu)件。研究結(jié)果表明，磺化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂減水劑對(duì)混凝土性能的影響與其相對(duì)分子質(zhì)量及磺化程度有密切關(guān)系，而分子中的-S03基團(tuán)是其具有表面活性及許多其它重要性能的最主要原因，因此提高樹(shù)脂磺化度可顯著增強(qiáng)其表面活性。
4.羧酸鹽系高效減水劑：
該分子結(jié)構(gòu)為梳型的聚羧酸鹽系減水劑可由帶羧酸鹽基(-COOMe)、磺酸鹽基(-S03 Me )、聚氧化乙烯側(cè)鏈基的烯類單體按一定比例在水溶液中共聚而成，其特點(diǎn)是在其主鏈上帶有多個(gè)極性較強(qiáng)的活性基團(tuán)，同時(shí)側(cè)鏈上則帶有較多的分子鏈較長(zhǎng)的親水性活性基團(tuán)。
有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1)低摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%-0.5%)而分散性能好；
2)經(jīng)時(shí)坍落度損失小，90min內(nèi)坍落度基本無(wú)損失；
3)在相同流動(dòng)度下比較時(shí)，可以延緩水泥的凝結(jié)；
4)分子結(jié)構(gòu)上自由度大，制造技術(shù)上可控制的參數(shù)多，高性能化的潛力大；
5)合成中不使用甲醛，因而對(duì)環(huán)境不造成污染；
6)與水泥和其它種類的混凝土外加劑相容性好；
7)使用聚羧酸鹽類減水劑，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而降低成本。
四、減水劑對(duì)混凝土性能的作用機(jī)理：
一般認(rèn)為減水劑能夠產(chǎn)生減水作用主要是由于減水劑的吸附和分散作用所致。研究混凝土中水泥硬化過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，水泥在加水?dāng)嚢璧倪^(guò)程中，由于水泥礦物中含有帶不同電荷的組分，而正負(fù)電荷的相互吸引將導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生絮凝結(jié)構(gòu)（如圖）。絮凝結(jié)構(gòu)也可能是由于水泥顆粒在溶液中的熱運(yùn)動(dòng)致使其在某些邊棱角處互相碰撞、相互吸引而形成。由于在絮凝結(jié)構(gòu)中包裹著很多拌合水，因而無(wú)法提供較多的水用于潤(rùn)滑水泥顆粒，所以降低了新拌混凝土的和易性。
因此，在施工中為了較好地潤(rùn)滑水泥顆粒，并達(dá)到分散的目的，就必須在拌合時(shí)相應(yīng)地增加用水量，而這種用量的水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水泥水化所需的水，從而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)中形成孔隙，致使其物理力學(xué)性能下降，從而留下缺陷，加速了混凝土因各種外界環(huán)境條件的作用而劣化，導(dǎo)致耐久性性能下降。加入混凝土減水劑就是將這些多余的水分釋放出來(lái)，使之用于潤(rùn)滑水粒顆粒，減少拌合水用量，因而提高混凝土物理力學(xué)性能和耐久性性能。
混凝土中摻人減水劑后，可在保持水灰比不變的情況下增加流動(dòng)性。普通減水劑在保持水泥用量不變的情況下，使新拌混凝土坍落度增大10cm以上，高效減水劑可配制出坍落度達(dá)到25cm的混凝土。
減水劑除了有吸附分散作用外，還有濕潤(rùn)和潤(rùn)滑作用。水泥加水拌合后，水泥顆粒表面被水所濕潤(rùn)，而這種濕潤(rùn)狀況對(duì)新拌混凝土的性能影響甚大。濕潤(rùn)作用不但能使水泥顆粒有效地分散，亦會(huì)增加水泥顆粒的水化面積，影響水泥的水化速率。減水劑中的極性憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面上，而親水基團(tuán)向外定向排列。親水基團(tuán)很容易和水分子以氫鍵形式結(jié)合。當(dāng)水泥顆粒吸附足夠的減水劑分子后，借助于磺酸基團(tuán)負(fù)離子與水分子中氫鍵的締合，水泥顆粒表面便形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，顆粒之間因這層水膜的隔離而得到潤(rùn)滑，相對(duì)滑移更容易。由于減水劑是極性分子，吸附在水泥顆粒表面，向外帶相同的電荷，而向內(nèi)則帶另一種極性的相同電荷，故形成雙電層。由于水泥顆粒表面均帶相同的電荷，從則由于靜電相斥作用而分散。
以上所介紹的就是減水劑的一種減水機(jī)理，即靜電斥力的解釋。但是，作為高效減水劑，特別是聚羧酸鹽類高效減水劑，由于側(cè)鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此只用一種靜電斥力的機(jī)理，并不能為何減水效果更好，坍落度更大的問(wèn)題。該類減水劑結(jié)構(gòu)呈梳形，主鏈上帶有多個(gè)活性基團(tuán)，并且極性較強(qiáng)，還有較強(qiáng)的親水性的基團(tuán)。有人對(duì)氨基磺酸鹽系(SNF)和聚竣酸鹽系(PC)高效減水劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，在水泥品種和水灰比均相同的條件下，當(dāng)SNF和PC高效減水劑摻量相同時(shí)，水泥粒子對(duì)PC的吸附量以及摻PC水泥漿的流動(dòng)性都大大高于摻SNF系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)值。但摻PC系統(tǒng)的雙電層ζ電位絕對(duì)值卻比摻SNF系統(tǒng)的低得多（ζ電位是負(fù)值，它的絕對(duì)值越大，顆粒之間的靜電斥力越大），這與靜電斥力理論是矛盾的。這也證明PC發(fā)揮分散作用的主導(dǎo)因素并非僅是靜電斥力，而是由減水劑本身大分子鏈及其支鏈所引起的空間位阻效應(yīng)。這就是高效減水劑的空間位阻解釋。
靜電斥力理論適用于解釋分子中含有一S03基團(tuán)的高效減水劑，如萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑等，而空間位阻效應(yīng)則適用于聚羧酸鹽系高效減水劑。 具有大分子吸附層的球形粒子在相互靠近時(shí)，顆粒之間的范德華力（分子引力）是決定體系位能的主要因素。當(dāng)水泥顆粒表面吸附層的厚度增加時(shí)，有利于水泥顆粒的分散。聚羧酸鹽系減水劑分子中含有較多較長(zhǎng)的支鏈，當(dāng)它們吸附在水泥顆粒表層后，可以在水泥表面上形成較厚的立體包層，從而使水泥達(dá)到較好的分散效果。
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